量子點和磁性納米-亞微米粒子的制備及其在2,4-二氯苯氧乙酸檢測中的應用探討.pdf

1、半導體納米粒子(量子點)具有高量子產(chǎn)率、良好的抗光漂白能力、寬吸收峰、窄而對稱的發(fā)射峰、較大的斯托克位移、光學性質(zhì)的尺寸依賴性等優(yōu)異的光學性能，使其在光電子學和生物醫(yī)學領域得到了廣泛的應用。磁性納米粒子具有超順磁性、低居里溫度與高磁化率等磁學性質(zhì)，使其在磁存儲、催化和生物醫(yī)學領域得到廣泛的應用。諸如，F(xiàn)e3O4/Au、Fe3O4/SiO2、CdTe/SiO2等復合型納米粒子兼具雙重納米粒子的優(yōu)異性能，已在分析科學和生物醫(yī)學領域引起了極大

2、的關注。本論文瞄準功能性納米粒子探針在食品安全檢測中應用的巨大潛在優(yōu)勢，開展了以下幾個方面的工作：
　　 一、采用水相合成法制備出了巰基丙酸修飾的綠、黃、紅三種熒光顏色的CdTe量子點，優(yōu)化后的反應溫度為105℃。然后，在醇-水體系中一鍋法制備出了160-470nm的CdTe@SiO2-NH2的復合微球，同時初步探討了SiO2在CdTe表面的生長模式。優(yōu)化了APTS加入時間，反應開始30 min后加入APTS，得到的粒子表面氨基

3、含量最高。這種復合微球具有與原來量子點相當?shù)牧孔赢a(chǎn)率，同時具有良好的水溶性、膠體穩(wěn)定性、化學反應性。為量子點作為熒光標記物的應用打下了基礎。
　　 二、在二芐醚和苯酚體系中通過高溫分解乙酰丙酮鐵，一鍋法制備出了水溶性的超順磁性Fe3O4納米粒子。采用TEM、XRD、FT-IR、UV-vis、Raman、TG、VSM等手段對其形貌、晶體結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)以及磁學性能進行表征。結(jié)果表明：通過調(diào)整苯酚與乙酰丙酮鐵的摩爾比例可得到粒徑在19

4、.3±4.4-9.7±1.5 nm的Fe3O4納米粒子，同時磁飽和度在51.3-62.9 emu/g范圍內(nèi)變化。苯酚在反應中起到了還原劑、穩(wěn)定劑的雙重作用，同時苯酚的氧化產(chǎn)物絡合在Fe3O4納米粒子表面提供了磁性納米粒子的水溶性。該研究為高溫分解法制備水溶性Fe3O4納米粒子提供了可能，并有望用于其它水溶性納米粒子的合成。
　　 三、首先，通過溶劑熱法制備出了Fe3O4@Organic Layer微球。然后，通過反相微乳液法制備

5、了Fe3O4@Organic Layer@SiO2復合微球。最后，用APTS作為氨基化試劑制備出了Fe3O4@Organic Layer@SiO2-NH2復合微球。同時，采用TEM、XPS、FT-IR、TG、XRD、VSM等手段對其形貌、晶體結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)以及磁學性質(zhì)進行表征。結(jié)果表明：通過調(diào)節(jié)2-硫代巴比酸的用量可以使Fe3O4@Organic Layer復合微球的磁飽和度在28-56 eum/g調(diào)節(jié)。每個Fe3O4@Organic

6、Layer都被約30 nm的氧化硅殼包裹，F(xiàn)e3O4@有機層@SiO2復合微球的平均粒徑為538 nm；Fe3O4表面的有機層對于避免Fe3O4被氧化成Fe2O3有一定保護作用。Fe3O4@Organic Layer@SiO2-NH2復合微球的磁飽和度為35 eum/g。最后的氨基功能化復合微球不但具有良好的化學反應性和生物相容型，并且與傳統(tǒng)納米粒子相比具有更大的表面積(有利于連接跟多的生物大分子)以及相對較小的比表面積(減少磁性微球的

7、非特異性吸附)。因此，這種復合微球在體外生物樣品的特異性富集和分離方面具有巨大的應用潛力。
　　 四、高溫分解制備油溶性的Fe3O4納米粒子為磁性核，然后多次還原氯金酸使其表面形成Au殼，最后在表面活性劑CTAB協(xié)助下進行轉(zhuǎn)溶，從而得到了水溶性的核殼型Fe3O4@Au納米粒子。在高壓反應釜中，通過改變反應溫度，聚乙烯亞胺，乙酸鈉和乙二醇的用量制備出了223-321nm范圍內(nèi)的水溶性Fe3O4-PEI復合微球。通過自組裝方法得到了

8、具有良好磁響應性和光學性能的組裝型Fe3O4-Au復合粒子。這種復合型納米粒子不但具有磁性納米材料的一切優(yōu)點，同時將納米金的光學性能和良好的生物相容性引入進來，因此是一種極具潛力的候選標記材料。
　　 五、成功制備出了2，4-D抗體標記的磁性探針和2，4-D-OVA標記的熒光探針，優(yōu)化了OVA的用量和反應的最適pH。在此基礎上通過競爭法，實現(xiàn)了對中2，4-D的檢測，最低檢測限可達43 nm/ml。另外，該體系中的2，4-D、2，